Bức tranh công nghệ thế giới 2009 và xu hướng những năm tới

Dựa vào tình hình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ hiện nay, những lĩnh vực dưới đây được dự báo là sẽ đi đầu về đổi mới công nghệ trong 10 - 15 năm tới: Kỹ thuật y tế phù hợp với từng cá nhân; năng lượng phân tán; các phần tử đánh dấu sinh học để theo dõi sức khỏe; nhiên liệu sinh học; Kỹ nghệ chế tạo tiên tiến; sử dụng và khai thác nước; quản lí khí CO2; các phương tiện vận tải tiên tiến; kỹ thuật nông nghiệp; anh ninh và giám sát; vật liệu nano; mạng điện toán rộng khắp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bức tranh công nghệ thế giới 2009 và xu hướng những năm tớiBỨC TRANH CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI 2009 VÀ XU HƯỚNG NHỮNG NĂM TỚII. NHỮNG THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU-PHÁT TRIỂN NỔI BẬT NĂM 20091. CÔNG NGHỆ SINH HỌCHệ gen đã thực sự có công dụng đối với cá nhân Năm 2009 có thể được coi là một bước ngoặt đối với hệ gen cá nhân, khi việc thửnghiệm gen rộng rãi phục vụ nhu cầu của từng cá nhân kết cục đã nằm trong tầm tay. Hainhà đi tiên phong về hệ gen-James Watson, người đồng phát minh ra cấu trúc ADN, vàCraig Venter, người đi tiên phong trong những nỗ lực của khu vực tư nhân để lập thứ tựhệ gen-đã xuất bản chuỗi thứ tự gen của mình, đồng thời tiết lộ những rủi ro bệnh tật cóthể họ sẽ gặVà, lợi dụng ưu thế của sự bùng nổ dữ liệu hệ gen người, một số công ty đã mở ra nhữngdịch vụ thử nghiệm gen trực tiếp cho khách hàng để phân tích rủi ro mắc bệnh của từngngười đối với một loạt những bệnh, như Alzheimer, tiểu đường và ung thư. (“YourFuture, on a Chip và Your Personal Genome). Trong khi đó, những người chỉ tríchphát biểu rằng vẫn còn phải chờ xem liệu những phép thử nghiệm đó có hữu ích trongviệc ngăn ngừa bệnh tật hay không. Bởi vậy, với giá gần 1.000USD/phép phân tích 1triệu biến thể gen, và 350.000 để lập toàn bộ thứ tự gen, xem ra cũng đáng chờ đợi trướckhi quyết định chi tiền ra thử nghiệm.Khám phá thế giới vi khuẩn Năm 2007, các nhà khoa học cho biết thế giới vi khuẩn đã trở nên quen thuộc hơn,nhờ các công nghệ lập thứ tự gen cho phép phân tích được toàn bộ những cộng đồng visinh vật này-một cách tiếp cận đã được biết với tên gọi là các siêu hệ gen(Metagenomics). Trong quy trình đó, họ đã khám phá ra cả một thế giới hệ gen đa dạng,có thể đem ứng dụng vào mọi việc, từ sản xuất năng lượng tái tạo tới dược phẩm. Ví dụ,những enzyme tìm thấy ở những vi khuẩn trú ngụ trong ruột mối có thể tạo cảm hứng đểtìm ra những phương pháp điều chế cellulosic ethanol hiệu quả hơn. (Termite GutsCould Boost Ethanol Efficiency). Những “cư dân” vi khuẩn trú ngụ trong cơ thể chúngta đang nhận được sự quan tâm đặc biệt-đó là một bộ phận nằm trong HumanMicrobiome Project-một Dự án khổng lồ được Viện Y học quốc gia Mỹ tài trợ để nghiêncứu về những vi khuẩn sống trong cơ thể người và đóng vai trò cốt tử trong chức năngmiễn dịch và dinh dưỡng. (Our Microbial Menagerie và The Next Human GenomeProject: Our Microbes).Thu hoạch tế bào gốc không cần phôi Năm 2009, lĩnh vực nghiên cứu tế bào gốc lấy từ phôi, đặc biệt là nhân bản liệupháp, đã bị chững lại, do vẫn bị hạn chế về kinh phí, những vấn đề liên quan đến kỹ thuậtvà đạo đức. Ví dụ, nhà khoa học và nhà nhân bản vô địch ở Harvard, Kevin Eggan, gần 2năm trước đã được phép tiến hành thử nghiệm nhân bản người, nhưng đến nay vẫn chưabắt đầu do không nhận được trứng của những người tình nguyện (Human TherapeuticCloning at a Standstill).Tuy nhiên, tháng 11 vừa qua, những nhà khoa học ở Wisconsin và Nhật đã tuyên bố mộtphương án thay thế tiềm năng đầy phấn khởi-một phương pháp tương đối dễ để tái lậptrình những tế bào lớn tuổi để chúng có hành vi giống những tế bào gốc phôi mà khôngcần đến phôi hoặc trứng. (Stem Cells without the Embryos). Việc tiếp theo cần làm làxác định những tính chất chính xác của chúng và xem mức độ an toàn khi sử dụng chúngở người.Một bước nhảy vọt để điều trị não hư hỏng Những thương bệnh binh trở về từ chiến trường Iraq đã đem lại sự chú trọng mớicho việc chữa trị tổn thương não. Nhờ kỹ thuật y tế tốt hơn, những bệnh nhân bị thươngnặng ở đầu có nhiều hy vọng sống sót hơn. Nhưng họ có thể phải hứng chịu hậu quả nặngnề về nhận thức, hạn chế khả năng sống và làm việc bình thường. Nicholas Schiff, nhàthần kinh học ở trường Y khoa Weill Cornell, New York, đã đem đến hy vọng mới chonhững gia đình của những nạn nhân phần lớn bị lãng quên này. Ông đã phát hiện ra rằngkích thích sâu vào não bộ-một kỹ thuật được dùng để điều trị bệnh Parkinson, trong đódòng điện được đưa vào những bộ phận đặc thù của não, có thể giúp những bệnh nhân đóphản ứng tốt hơn với môi trường xung quanh. (Raising Consciousness và Jump-Starting the Damaged Brain).Sự khác biệt gen của mọi người Mọi người có những khác biệt nhau về gen nhiều hơn là trước đây vẫn tưởng. Cácnhà khoa học đã phát hiện ra rằng những đoạn ADN lớn có thể được nhân sao, xóa bỏhoặc chuyển vị và có thể đóng vai trò trong bệnh tật. (Deciphering HumanDifferences). Ngoài ra, một số công trình đang sử dụng những mạng gen có khả năngquét toàn bộ hệ gen để tìm những đa biến hình nucleotide đơn lẻ, nhờ đó nhận dạng đượcnhững khác biệt đặc thù liên quan tới những bệnh như tiểu đường, bệnh Crohn và bệnhtim. (Genes for Several Common Diseases Found).2. Y SINH HỌC Chúng ta có thể nhìn lại năm 2009 như một năm mà kỹ thuật lập thứ tự hệ genngười kết cục đã trở nên thông dụng tới mức đủ sức để đem lại những thông tin y họchữu ích (A Turning Point for Personal Genomes). Số lượng những hệ gen đã được lậpthứ tự hoặc ...